有机相金纳米簇的优化合成及表征.pdf

当代化工研究 q Modern Chemical Research Q2020 07 本刊特稿 有机相 金纳 米簇的优化合成及表征 *王宇秀 *赵志远王立杰2 1.文登创业水务有限公司山东264400 2.哈尔滨工业大学威海山东 264200 摘耍采用一种新的方法来合成有机相金纳米簇，在甲硫氨酸修饰的水相金纳米簇的基础上，利用静电诱导理论用十六烷基三甲基渙化 铁将表面修饰合成具有两亲性的金纳米簇，对合成条件进行优化，利用其亲水、亲油性用不同极性的溶剂溶解并进行表征，得出用相对介 电常数为10. 97的乙醇/正己烷溶剂可得到溶解性好、稳定餉有机相金纳米簇. 关键词有机相；金纳米簇；两亲性；可控合成；相转移 中图分类号0621.3 文献标识码A Synthesis and Optimization of Organic Gold Nanoclusters Wa n g Yuxiu1*, Zh a o Zh iyua n1, Wa n g Lijie2 l .Wen d en g Pio n eer Wa ter Co ., Ltd ., S h a n d o n g, 264400 2.Ha r bin In stitute o f Tec h n o l o gy Weih a i, S h a n d o n g, 264200 Abstract A new is used to synthesize organic gold nanoclusters. On the basis of methionine modified aqueous gold nanoclusters, surface modified gold nanoclusters are synthesized by cetyltrimethylammonium bromide based on electrostatic induction theory. The synthesis conditions are optimized. The hydrophilicity and lipophilicity of gold nanoclusters are dissolved and characterized by solvents of different polarity, and the relative medium is obtained .The gold nanoclusters -with good solubility and stability can be obtained in ethanol /n-hexane with an electrical constant of 10.97. Key words organic phases gold nanoclusters \ amphiphilicity controlled synthesis； phase transfer 下转第4页 上接第2页 35. 6848.42191. 2016. 07103.86 45. 6848. 51194. 2016.15104.66 55. 6848. 38590. 0315.1995. 06 65. 6848.63498. 3015. 77100.86 75. 6848.68199. 9014. 7991. 06 85. 6848. 37789. 7014. 9892.96 95. 6848.814104. 314. 8591.66 105. 6848.693100. 314. 9592.66 由表5可知，加3mg/L油标回收率为89. 70〜110. 7,加 10mg/L油标回收率为91. 06〜104. 6。 4.结论 1 通过相同样品体积下用不同体积萃取剂萃取、不 同样品体积下用同体积萃取剂萃取等多个条件实验，确定了 测试吸收塔浆液时的最优浆液样品用量和萃取剂体积。 2 采用多次萃取方式，用最佳样品用量及萃取剂体 积，用红外分光光度法测定吸收塔浆液中油份的含量。 3 通过此方法对样品精密度测试和加标回收，验证 了该方法的可行性和准确性。 【参考文献】 [11HJ637-2018.水质石油类和动植物油类的测定.红外分光光 度法[S]. [2] 魏光涛，韦朝海，等.红外分光光度法测定焦化废水中油的 方法改进[J].冶金分析，2007 35 59-61. 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[6] 严业华.红外分光光度法测油中存在问题的探讨[J].海峡 科学, 2008 5 37-38. 【作者简介】 杨小玲 1986-,女，湖南益阳人，硕士研究生，工程师， 湖南省湘电试验研究院有限公司；研究方向电力环保监测以及电 网电磁环境. 当代化工研究 Modem Chemical Research 本刊特稿 2020 07 近年来在贵金属纳米簇研究的热潮中，金纳米簇相较于 其他纳米粒子有其独特的优势，毒性低、生物相容性好、易 于合成、荧光发射强，在催化、分析、生物、医药等方面具 有广泛的应用［g］。随着合成方法不断改进，使用各种类型 的配体金纳米簇种类日渐丰富，加上表征技术越来越成熟， 对于金纳米簇的尺寸和形貌的可控合成已取得了令人满意的 成绩。本文采用一种新的方法来合成有机相金纳米簇，在甲 硫氨酸修饰的水相金纳米簇的基础上同通过相转移驱动离子 对反应修饰水相金纳米簇表面，并对相转移过程中的反应条 件进行优化，合成具有两亲性的金纳米簇冏，利用其亲水、 亲油性用不同极性的溶剂溶解得到稳定的有机相金纳米簇。 1 仪器与材料 ⑴实验仪器 1416R高速冷冻离心机（珠海黑马医学仪器有限公司）； TU-1810紫外可见分光光度计（北京普析通用仪器责任有 限公司）；TES CAN VEGAII透射电子显微镜（TES CAN）； XK80-A快速混匀器（江苏新康医疗器械有限公司）；WFH- 203-ZF-1三用紫外分析仪（江苏南京百思一基生物耗材）； F-2700荧光光谱仪（日本日立有限公司）；FA1004精密电子 天平（上海舜玉恒平科学仪器有限公司） ⑵实验材料 四水合氯金酸化学纯，国药集团化学试剂有限公司； 十六烷基三甲基漠化镀分析纯，阿拉丁试剂有限公司；乙 醇分析纯，阿拉丁试剂有限公司；氢氧化钠分析纯，莱 阳经济技术开发区精细化工厂；甲硫氨酸分析纯，莱阳经 济技术开发区精细化工厂；正己烷分析纯，阿拉丁试剂有 限公司；甲苯分析纯，国药集团化学试剂有限公司。实验 中使用的水都是超纯水（自制，18MQ ・c m）。 2.方法与结果 ⑴实验方法 将水相金纳米簇加入氢氧化钠混匀去质子化［7】，加入 相转移剂十六烷基三甲基漠化鞍（CTAB,用乙醇溶解）充分 混匀进行静电诱导。改变相转移剂、水相金纳米簇、氢氧化 钠的浓度及静电诱导的时间进行反应条件优化，分别加入 400 UL甲苯混匀l min溶液变浑浊，静置l Omin后在365n m的紫外 灯下照射，观察分层效果。亲水性的Met和疏水的Met・・・ CTA键在Au上共存，灵活的键结构决定了金纳米簇在不同极 性溶剂中的溶解性，选取合适的溶剂得到有机相金纳米簇并 进行表征。 ⑵实验结果 ① 相转移剂CTBA浓度的影响 固定水相金纳米簇的浓度（0. 003mo l ・LT）依次改变 相转移剂CTBA的浓度得到图1,发现水相金纳米簇与相转移 剂CTBA的比例为1100时相转移较为成功。 ② 水相金纳米簇浓度的影响 固定相转移剂CTAB的浓度（0. 3mo l・LT）依次减小水 相金纳米簇的浓度得图2,发现水相金纳米簇浓度越小相转 移剂CTAB的浓度相对越大，相转移程度越明显，即二者比例 为2001时相转移速度非常快并且很快会聚集在相界面上。 ③ 氢氧化钠浓度的影响 固定氢氧化钠的浓度为l mo l・LT,依次改变加入氢氧 化钠的体积IOpL、8uL、6uL、4uL、2uL、l uL发现 加入氢氧化钠的体积在8-10 UL时去质子化的结果较好，并 且氢氧化钠的含量越大相转移越快。 ④ 静电诱导时间的影响 固定之前优化的条件，改变充分混匀的时间l min、加in、 3min 4min、5min ,可以看出静电诱导时间越长相转移就越 快。 ⑤ 金纳米簇的沉淀与再溶解 将优化合成后的金纳米簇取出加入正已烷，在10000r /min 的条件下离心10分钟得到固体，用乙醇清洗两次⑻，用不同 极性的溶剂（v/v）溶解在紫外灯照射下得到图3,发现乙 醇/正己烷160/240v/v （相对介电常数10.97）时有机相 金纳米簇在紫外灯下的亮度最亮。 1 0. 34mo l L-1; 2 0. 32mo l L; 3 0. 30mo l L“; 4 0. 28 mo l L-1; 5 0. 26 mo l - 图1 CTAB浓度的影响 Fig. 1 Effec t o f CTBA c o n c en tr a tio n 1 0. 0035mo l L-1; 2 0. 003mo l L1; 3 0. 0025mo l L; 4 0. 002mo l L-1; 5 0. 0015mo l L“ 图2水相金纳米簇浓度的影响 Fig. 2 Effec t o f a queo us go l d n a n o c l uster s c o n c en tr a tio n 1水相；2乙醇/正己烷40/360; 3乙醇/正己烷 120/180; 4乙醇/正己烷16（）/240; 5乙醇/正己烷 200/200; 6乙醇/正己烷240/160; 7乙醇/正己烷 280/120 图3不同极性溶剂对金纳米簇溶解度的影响 Fig.3 Effec t o f d iffer en t po l a r so l ven ts o n th e so l ubil ity o f go l d n a n o c l uster s 当代化工研究 Modem Chemical Research52020 07 本刊待稿 ⑥有机相金纳米簇的表征 将2. 2. 5中样品用荧光光谱仪观察金纳米簇的荧光强度图 4 a ,同样发现当乙醇/正己烷160/240v/v时得到的有机相 金纳米簇的荧光强度最强。将水相与有机相金纳米簇用紫外 分光光度计表征得到图4 b,可以看出在367n m左右均具有 特征吸收峰，说明二者具有相同的官能团，并且有机相金纳 米簇的吸收峰更窄。在透射电子显微镜可以看出有机相金纳 米簇的粒径在20n m之内，分布均匀、结晶细致如图4 c 。 Wave Iength nm 10 8 b 6 S 5 4 2 0 j 7K相 aqueo us phase 有机相 o r ganic phase 200300400500 600 700 800 3.结论 本文采用一种新的方法合成有机相金纳米簇取400PL 水相金纳米簇0. 0015mo l LT于离心管中，加入10uL 氢氧化钠l mo l・LT混匀30s ,加入400 uL相转移剂 CTAB 0. 3mo l L1,用乙醇溶解混匀5min ,加A400 u L甲 苯混匀l min混合溶液变浑浊，静置10min。将转移到甲苯相 中的金纳米簇取出加入800 uL正己烷，在10, 000r /min的条 件下离心10min得到固体，用乙醇清洗两次。加入160U L乙 醇与240 UL正己烷相对介电常数10.97,放在超声机中 低频超声l min ,待金纳米簇完全分散均匀后放在4C的避光 环境下储存。 【参考文献】 [1] YANG X, YANGM, PANGB, et al. 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